JPH06317772A - レーザ表示装置 - Google Patents

レーザ表示装置

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JPH06317772A
JPH06317772A JP5110445A JP11044593A JPH06317772A JP H06317772 A JPH06317772 A JP H06317772A JP 5110445 A JP5110445 A JP 5110445A JP 11044593 A JP11044593 A JP 11044593A JP H06317772 A JPH06317772 A JP H06317772A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来技術の有していた課題を解決して、改善さ
れた特性を有するレーザ表示装置を提供すること。 【構成】上記目的は、下記構成の装置とすることによっ
て達成することができる。すなわち、下記からなること
を特徴とするレーザ表示装置：少なくとも１個のレーザ
ビーム源；多数の、少なくとも部分的にオーバラップし
ている変調領域を規定する多重チャンネル音響変調器；
上記の少なくとも１個のレーザビーム源からの少なく一
つのレーザビームを、上記の多重チャンネル音響変調器
を通して、各レーザビームが上記の少なくとも部分的に
オーバラップしている変調領域の少なくとも二つの領域
を超えて広がるように、向ける手段；ビームを上記変調
器からレーザ表示画像板に向ける画像形成手段。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にレーザ画像形成に
係り、特に、音響変調器を用いるレーザ画像形成に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】音響変調器を用いたレーザ画像形成につ
いてはすでに先行技術に提示されている。米国特許4,61
7,578号は原画の複数の再生画像記録の方法について述
べており、ここでは、音響‐光学変調器を用いて、原画
を走査することによって得られる画像信号に従って多重
レーザビームを変調する方法を示している。また、米国
特許4,520,472号は多重チャンネルデータ処理システム
に用いられる光学的記録、再生システムについて述べて
おり、ここでは、レーザダイオードアレー及び該レーザ
ダイオードアレーによって放出されるレーザビームを集
束する光学系を含む光学ヘッドが、ビームの断面積を拡
大して円形ビームを形成し、ビームを回折制限スポット
に集中させるものである。
【０００３】また、米国特許4,506,275号は、変調器出
力の個々のチャンネルからの光を記録媒体に連結する複
数の光ファイバと連結した音響‐光学変調器を用いた画
像走査、記録装置について記載している。
【０００４】また、米国特許4,516,838号は重畳電極構
造を有する音響‐光学変調器について述べている。ここ
では、可能なカラープロッタ適用について言及されてい
るが、上記重畳に由来する光学的干渉の問題を如何に克
服するかについては何も示唆されていない。
【０００５】また、米国特許4,743,091号は、アレーの
画像に比例して移動する光学的記録媒体上に画像を描き
だす二次元レーザダイオードアレーについて述べてい
る。
【０００６】一般に、走査器に関する従来技術において
は、多チャンネル変調器は各ビームが別個に変調される
ような方式で用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術においてはいくつかの制限条件を有していた。本発
明の目的は、上記従来技術の有していた課題を解決し
て、改善された特性を有するレーザ表示装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記構成の
装置とすることによって達成することができる。すなわ
ち、下記からなることを特徴とするレーザ表示装置、少
なくとも１個のレーザ光線源、多数の、少なくとも部分
的にオーバラップしている変調領域を規定する多重チャ
ンネル音響変調器、上記の少なくとも１個のレーザビー
ム源からの少なく一つのレーザビームを、上記の多重チ
ャンネル音響変調器を通して、各レーザビームが上記の
少なくとも部分的にオーバラップしている変調領域の少
なくとも二つの領域を超えて広がるように、向ける手
段、光線を上記変調器からレーザ表示画像板に向ける画
像形成手段。
【０００９】あるいは、下記からなることを特徴とする
レーザ表示装置、下記からなることを特徴とするレーザ
表示装置。
【００１０】少なくとも１個の多モードレーザビーム
源、多数の、少なくとも部分的にオーバラップしている
変調領域を規定する多チャンネル音響変調器、少なくと
も１個のレーザビーム源からの少なくとも一つのレーザ
ビームを規定する多チャンネル音響変調器、上記の少な
くとも１個のレーザビーム源からの少なくとも一つのレ
ーザビームを上記多チャンネル音響変調器を通して向け
るための手段、及び上記変調器からの光線をレーザ表示
画像板に向けるための手段。
【００１１】上記の構成は、音響変調器の動作を、少な
くとも１個のレーザビーム源の強度の変動を複数の変調
領域で供給される音響出力の対応する変動によって補償
するように制御する装置を提示するものである。
【００１２】また、下記構成からなる装置とすることに
よっても上記目的を達成することができる。すなわち、
少なくとも１個のレーザビーム源、多数の、少なくとも
部分的にオーバラップしている少なくとも一つの変調領
域を規定する多チャンネル音響変調器、上記の少なくと
も１個のレーザビーム源からの少なくとも一つのレーザ
ビームを上記多チャンネル音響変調器を通して向けるた
めの手段、上記音響変調器の動作を、少なくとも１個の
レーザビーム源の強度の変動を上記多数の変調領域に供
給される音響出力の対応する変動によって補償するよう
に制御するための手段、及び上記変調器からの光線をレ
ーザ表示画像板に向けるための画像形成手段。
【００１３】レーザ表示装置は、レーザビームの対応す
る変調に対して、データの流れに従って音響変調器を動
作させる装置を含んでいることが望ましい。
【００１４】本発明装置の好ましい実施態様において
は、音響変調器に対して相対的に移動させられる映像面
にレーザ表示基板が設けておく。
【００１５】また、本発明装置の好ましい実施態様にお
いては、さらに、データの流れに応じて基板と変調器と
の相対的移動を整合させる手段が設けられている。
【００１６】好ましくは、音響変調器の上流で、偏向ビ
ームスプリッタの装置によって、二つのレーザビームを
結合させる。
【００１７】また、本装置は、複数の変調領域の中の対
応する領域を制御するために用いられるデータノ流れの
一部に選択的な遅延を生じさせることもできる。
【００１８】また、レーザビーム源としては、レーザダ
イオードあるいは Nd : YAG のようなレーザ源あるいは
アルゴンイオンレーザあるいは何等かの等価の機能素子
が含まれる。
【００１９】
【実施例】
【００２０】
【実施例１】図１は本発明の一実施例に従って構成さ
れ、動作するレーザ書き込み装置を説明するための図で
ある。該レーザ書き込み装置は、米国の Ｓｐｅｃｔｒ
ａ Ｄｉｏｄｅ Ｌａｂｓから市場的に入手し得るモデ
ル ＳＤＬ ‐820 のようなレーザドライバ12によって
駆動され、コリメーションレンズ14を通過する出力ビー
ムを与える、同じく Spectra Diode Labs から市場的に
入手し得る CW シングルモードの低出力ダイオードモデ
ル SDL ‐2430のようなレーザダイオード10からなるも
のである。
【００２１】コリメーションレンズ14は、レーザダイオ
ード10によって発生されたレーザ光を集束し、円筒状レ
ンズ16上に入射する楕円形ビームを生じるように作用す
る。円筒状レンズ16は一般的に扁平なくびれたロケーシ
ョンを有する一部平板化された管状のビーム18を生じる
ように働く。
【００２２】例えば米国の Crystal Technology Inc.か
ら入手し得る修正モデル MC 80のような多チャンネル音
響変調器20は有効に噛み合って扁平ビーム18を与える。
音響変調器は、少なくとも領域24で部分的に重畳してい
る、複数の個別に制御可能な音響カラム22(図３)を含ん
でいる。音響変調器20はビーム18のくびれが領域24を通
じて拡がるように設けられている。コリメーションレン
ズ14は、レーザダイオードの出力が領域24の断面サイズ
にマッチする断面形状を有する本質的に平行なビームに
コリメートするように働く。適切なコリメーションレン
ズは米国の Melles Griot から入手することができる。
【００２３】円筒状レンズ16は、コリメーションレンズ
14によって生じた拡大ビームをその立上り時間が小さく
なるように圧縮するために用いられる。例えば、厚さ0.
1mmのくびれ が与えられた場合に、変調器20の光学材料
として TeO2を用いたとき、数十ナノ秒のオーダーの立
上り時間が実現される。レンズ16によって得られるビー
ム圧縮は、個々のカラムによって生じた重畳音響波がレ
ーザ光を一様に回折し、ビームのくびれを変調器20の位
置に位置付けすることを可能にするために重要である。
【００２４】回折され、少なくとも部分的に重畳してい
る音響カラムの作用によって変調されたビーム18は球面
レンズすなわちレンズ群26によって記録媒体28上に描射
される。変調器20から回折されなかった光は絞り30に衝
突する。
【００２５】レーザダイオード10が低出力ダイオードで
ある場合には、記録媒体28は高光電感度の材料、例えば
ハロゲン化銀フィルムあるいはゼログラッフィックな基
材、であることが望ましい。熱活性媒体のような比較的
低感度の媒体上に記録することを必要とされる場合に
は、２〜３ワット CW で動作する高出力多モードレーザ
ダイオードのような高出力のレーザを用いることもでき
る。
【００２６】図４は多モードレーザダイオードの出力の
状況を説明する図である。そのような出力を例えば数μ
mというような比較的小さなスポットに集束することは
不可能であるかあるいは高口径のレンズを必要とし、受
容し難い小さな焦点深度になってしまうことは認識しな
ければならない。
【００２７】上記した多チャンネル音響変調器を用いる
ことによって、レーザビームを、単一の小スポットに集
束する必要はないが、その代りに、音響変調器の個々の
チャンネルの配置に対応して隣接する多くの画素に集束
させることが、本発明の特徴である。レンズ14及び16の
光学上の必要条件が容易に達成されるように充分に緩和
される。
【００２８】一般的に、該音響変調器の動作は、音響変
調器の所定のカラムの電極への高周波入力がそれを通る
光の回折を生じさせ、記録媒体へ光を入射させるという
ことにある。所定のカラムに高周波入力がない場合に
は、回折が起らず、回折されなかった光が絞り30に衝突
し、記録媒体28には入射しないことになる。
【００２９】次に、本発明において有効な多チャンネル
音響変調器20について図３によって説明する。変調器20
は、望ましくは、電極間間隔0.2mmで、ピッチ１mm、幅
0.8mmを有する複数の電極50からなる。各電極50は、例
えば150MHzの高周波で動作する圧電変換器52に接続され
ており、分離した AM 変調器54と組み合わされている。
【００３０】さらに図１を参照して説明すると、例えば
Crystal Technology Inc.のモデル1180のような AM 変
調器54は、所定の周波数で搬送波を変調するために用い
られる入力されたデータの流れを受ける。データ速度
は、好ましくは、記録媒体28の対応する画素の露光が記
録に要するスポット形に釣り合った速度である。
【００３１】本発明の場合、各 AM 変調器へのデータ入
力は、レーザ書き込み装置の強度及び空間的歪みを補正
するために、振幅調整回路60及び遅延発生回路62を通過
する。回路60及び62の動作については、図５及び図６を
参照して以下に説明する。
【００３２】音響速度約4.2mm/マイクロセカンドを有す
る TeO2結晶を用い、電極50のピッチを１mmとした上記
の例において、各画素に対する露光時間は0.24マイクロ
セカンドである。
【００３３】その他の音響‐光学材料あるいはその他の
音響伝搬モードに対して、それに応じてビーム18のくび
れの形状を変える必要があることは認識しなければなら
ないことである。到来するレーザビームと音響伝搬ベク
トルの間の角度を適切に同調させることによって、80％
以上の回折効率を得ることができる。
【００３４】変調器20は明暗画素の描線を有する透明陽
画として働く。レンズ26の焦点距離及び変調器20からの
距離は、要求される最終画素のサイズに対応する所望の
拡大率が得られるように選択される。例えば、12.5mmの
分解能が一般である PCB 上に記録する場合に、正しい
分解像を得るためには、80の縮小係数が電極ピッチ１mm
にマッチしている。このような場合に、レンズ26として
は通常の顕微鏡対物レンズからなるものであってもよ
い。
【００３５】
【実施例２】ここで図２について説明すれば、これは、
図１と同様の装置であるが、コリメーションレンズ72に
加えて、それぞれ対応するドライバ64、66及び遅延板6
8、７０を有する一対のレーザダイオード６０、62を用
いたものである。遅延板68、70は、偏波器ビームスプリ
ッタ82によるエネルギーの損失なしに結合できるよう
に、レーザダイオードの偏光ベクトルを回転させるため
に用いるものである。このような遅延板及びビームスプ
リッタは Melles Griot から入手することができる。
【００３６】図２の装置の残りの部分は図１と同一の部
分を示す。
【００３７】次に、図５を参照して、図１及び図２の回
路60によって成就される強度補償の手法について説明す
る。図５(a)は音響‐光学変調器20の個々の音響‐光学
変調器チャンネルと交わる典型的なレーザビームの強度
状況を示す図である。
【００３８】変調器20の種々のチャンネル上に入射され
る一様でないレーザビーム強度を補償するために、振幅
調整回路60(図１及び図２)が、各チャンネルに対して、
AM変調器54に供給されるデータ信号の振幅を調整する
ように働く。このようにして、AM 変調器54の出力信号
は変調器20への高周波入力を生じ、その振幅は、変調器
におけるその他の変動を補償すると同時に、そのチャン
ネルにおけるレーザ入力強度の変動を補償する。その結
果、図５(c)に示すように、各チャンネルについて、比
較的平坦で一様な光学的出力強度が得られることにな
る。
【００３９】次に、図６を参照して、図１及び図２にお
ける回路62によって生じる空間的歪を補償する手法につ
いて説明する。図６(a)は、図１及び図２のレーザ書き
込み系におけるシステム歪から生じる、隣接画素の典型
的な非直線的配置を示した図である。
【００４０】回路62は、種々のチャンネル間のデータ信
号間に適切な相対的遅延を挿入するために働く。遅延回
路62は、通常の遅延回路であってよいが、レーザ書き込
み装置によって得られる画素位置の精密な実験的測定に
基づいて較正される遅延を挿入する。そのような相対的
遅延の状況は図６(b)に示す通りである。
【００４１】図６(c)は、回路62によって与えられる較
正の望ましい結果として得られる相対的に直線的な画素
の配置を示す図である。
【００４２】本発明が上記した内容に限定されないこと
は当業者にとっては明白なことであり、本発明の範囲は
請求範囲によってのみ規定される。
【００４３】
【発明の効果】レーザ表示装置を本発明構成の装置とす
ることによって、従来技術の有していた課題を解決し
て、改善された特性を有するレーザ表示装置を提供する
ことができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明レーザ表示装置の一実施例の構成及び動
作を説明するための概略図。
【図２】本発明レーザ表示装置の他の実施例の構成及び
動作を説明するための概略図。
【図３】図１及び図２の装置で用いる音響変調器を説明
するための概略図。
【図４】相互に垂直な面における多モードレーザビーム
の状態を示す概略図。
【図５】(a) は、実施例で用いられている多モードレー
ザビームの状況を示す図、(b)は実施例において AM 変
調器によって受信されるデータ信号を説明するための
図、(c) は実施例における音響‐光学変調器の出力の光
学ビームの状態を示す図。
【図６】(a) は遅延修正なしに記録媒体上に書き込まれ
た複数の画素を説明する図、(b) は相互に遅延されたデ
ータ信号を説明する図、(c) は遅延修正後記録媒体上に
書き込まれた複数の画素を説明する図。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記からなることを特徴とするレーザ表示
    装置。少なくとも１個のレーザビーム源、 多数の、少なくとも部分的にオーバラップしている変調
    領域を規定する多重チャネル音響変調器、 上記の少なくとも１個のレーザビーム源からの少なく一
    つのレーザビームを、上記の多重チャンネル音響変調器
    を通して、各レーザビームが上記の少なくとも部分的に
    オーバラップしている変調領域の少なくとも二つの領域
    を超えて広がるように、向ける手段、 ビームを上記変調器からレーザ表示画像板に向ける画像
    形成手段。
  2. 【請求項２】下記からなることを特徴とするレーザ表示
    装置。少なくとも１個の多モードレーザビーム源、 多数の、少なくとも部分的にオーバラップしている変調
    領域を規定する多チャンネル音響変調器、 少なくとも１個のレーザビーム源からの少なくとも一つ
    のレーザビームを規定する多チャンネル音響変調器、 上記の少なくとも１個のレーザビーム源からの少なくと
    も一つのレーザビームを上記多チャンネル音響変調器を
    通して向けるための手段、及び上記変調器からの光線を
    レーザ表示画像板に向けるための手段。
  3. 【請求項３】下記からなることを特徴とするレーザ表示
    装置。少なくとも１個のレーザビーム源、 多数の、少なくとも部分的にオーバラップしている少な
    くとも一つの変調領域を規定する多チャンネル音響変調
    器、 上記の少なくとも１個のレーザビーム源からの少なくと
    も一つのレーザビームを上記多チャンネル音響変調器を
    通して向けるための手段、 上記音響変調器の動作を、少なくとも１個のレーザビー
    ム源の強度の変動を上記多数の変調領域に供給される音
    響出力の対応する変動によって補償するように制御する
    ための手段、及び上記変調器からの光線をレーザ表示画
    像板に向けるための画像形成手段。
  4. 【請求項４】請求項１及び２記載の装置で、さらに、上
    記音響変調器の動作を、少なくとも１個のレーザビーム
    源からの強度の変動を上記多数の変調領域に供給される
    対応する音響出力によって補償するように制御する手段
    を有していることを特徴とするレーザ表示装置。
  5. 【請求項５】上記各請求項の何れかに記載の装置で、さ
    らに、上記少なくとも一つのレーザビームの対応する変
    調に対して、データの流れに従って上記音響変調器を動
    作させる手段を有していることを特徴とするレーザ表示
    装置。
  6. 【請求項６】請求項５記載の装置で、さらに、上記画面
    におけるレーザ表示基板を上記音響変調器に対して相対
    的に移動させる手段を有していることを特徴とするレー
    ザ表示装置。
  7. 【請求項７】請求項６記載の装置で、さらに、基板と変
    調器の相対的移動をデータの流れと整合させるための手
    段を有していることを特徴とするレーザ表示装置。
  8. 【請求項８】上記各請求項の何れかに記載の装置で、上
    記少なくとも一つのレーザビームが、音響変調器の上流
    の偏向ビームスプリッタによって結合された二つのレー
    ザビームからなっていることを特徴とするレーザ表示装
    置。
  9. 【請求項９】請求項５〜８の何れかに記載の装置で、さ
    らに、上記多数の変調領域の対応する一つの動作を制御
    するために用いられる上記データの流れの一部に選択的
    遅延を生じさせるための手段を有していることを特徴と
    するレーザ表示装置。
  10. 【請求項１０】上記各項の何れかに記載の装置で、上記
    の少なくとも一つのレーザビーム源がレーザダイオード
    からなることを特徴とするレーザ表示装置。
  11. 【請求項１１】上記各項の何れかに記載の装置で、上記
    の少なくとも一つのレーザビーム源がNd : YAG レーザ
    からなることを特徴とするレーザ表示装置。
  12. 【請求項１２】上記各項の何れかに記載の装置で、上記
    の少なくとも一つのレーザビーム源がアルゴンイオンレ
    ーザからなることを特徴とするレーザ表示装置。
  13. 【請求項１３】請求項２記載の装置で、さらに、上記音
    響変調器の動作を、少なくとも一つのレーザビーム源の
    強度の変動を上記多数の変調領域に供給される音響出力
    の対応する変動によって補償するように制御する手段を
    有していることを特徴とするレーザ表示装置。
JP11044593A 1992-05-12 1993-05-12 レーザ表示装置 Expired - Lifetime JP3725904B2 (ja)

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US07/882,457 US5309178A (en) 1992-05-12 1992-05-12 Laser marking apparatus including an acoustic modulator
US07/882457 1992-05-12

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JPH06317772A true JPH06317772A (ja) 1994-11-15
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